Теплота и температура взрыва

Под теплотой взрывчатого превращения (или взрыва) понимают теплоту, которая выделяется при взрыве 1 кг ВВ.
Теплота взрыва зависит от типа ВВ и состава продуктов его разложения. Определяется она как разность известных из справочников теплоты образования продуктов взрыва Qпв и теплоты образования ВВ Qвв, т. е. Qвзр=Qпв—Qвв-
Теплота взрыва большинства ВВ находится в пределах 3200—6600 кДж/кг, или 2900—10 000 кДж/л. Сравнивая с теплотой сгорания 1 кг, например, угля или бензина (соответственно 33 600 и 42 000 кДж), видно, что при взрыве энергии выделяется в 5—12 раз меньше. Однако если рассчитать теплоту горения 1 кг смеси топлива с кислородом, то разница становится меньше, но еще достаточно ощутимая — полтора-три раза. Поэтому очевидно, что огромное разрушающее действие взрыва обусловлено только громадной его мощностью, которая, например, при взрыве всего 200 г аммонита № 6ЖВ превышает 1,1 ГВт (1,5 млн. л. с.) за счет скорости реализации энергии.
Температура взрыва характеризуется максимальной температурой, до которой нагреваются продукты взрыва. При этом процесс взрыва принимается адиабатическим.
Температура газов взрыва t=Qвзр/cv где сv — средняя теплоемкость всех продуктов взрыва при постоянном объеме в интервале температур от 0 до t, кДж.
Значение теплоемкости в зависимости от температуры может быть определено по формуле сv=а+bt, где а и b — коэффициенты, найденные опытным путем.
Подставив значение сv в формулу и преобразовав уравнение, получим

Теплоемкость некоторых газов, Дж/(моль ∙°С), в зависимости от температуры можно определить по формулам:

При определении теплоемкости смеси газов по приведенным формулам производится почленное сложение их теплоемкости для нахождения суммарных величин.
Температура Твзр характеризует температуру, при которой образуются газы и начинается работа взрыва. У обычных ВВ она равна 900—4500 К, у предназначенных для взрывания в шахтах, опасных по газу или пыли, — менее 2500 К.
Среднее давление взрыва, т. е. давление продуктов реакции в объеме ВВ при мгновенном его превращении:

где V — удельный объем ВВ, см3/кг; а — несжимаемая часть газов (коволюм), см3/кг; k — показатель изотопы расширения газов; 427/9,8 — численный коэффициент перевода тепловых единиц в механические.
Величину а при не очень высоких давлениях принимают равной 0,001 объема газов при атмосферном давлении и температуре 0°С.
Давление Рвзр, развивающееся при взрывах различных ВВ, может достигать от 0,3—0,5 до 15—20 ГПа и выше, что возможно благодаря огромным скоростям протекания самоускоряющихся реакций.

---